新教材同步系列2024春高中物理第一章分子動理論第一節(jié)物質(zhì)是由大量分子組成的課件粵教版選擇性必修第三冊

第一章分子動理論①物理觀念：通過對分子動理論中物質(zhì)的組成、分子熱運(yùn)動、分子間相互作用力的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生的物理觀念、學(xué)科核心素養(yǎng)的形成．②科學(xué)思維：能對分子構(gòu)建兩種物理模型進(jìn)行估算；能運(yùn)用概率統(tǒng)計的方法對熱現(xiàn)象問題進(jìn)行分析，并能恰當(dāng)、合理地使用證據(jù)得出物理結(jié)論．具有多視角觀察和分析物理問題的能力；運(yùn)用概率統(tǒng)計的方法對熱現(xiàn)象問題進(jìn)行分析，并能恰當(dāng)、合理地使用證據(jù)得出物理結(jié)論．具有多視角觀察和分析物理問題的能力．③科學(xué)探究：會做“用油膜法估測油酸分子的大小”等實驗．知道測量微觀物理量的思想和方法，能通過科學(xué)、合理的操作獲得實驗數(shù)據(jù)，并能在實驗中體現(xiàn)減小誤差的方法．能運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆绞教幚頂?shù)據(jù)并得出正確結(jié)論．能寫出完整、規(guī)范的實驗報告，正確表達(dá)科學(xué)探究的過程和結(jié)果．④科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：知道分子動理論研究的很多問題就在身邊，對自然界有好奇心，具有探索的興趣；能用分子動理論知識解釋生活中的一些現(xiàn)象，并能解決人們生產(chǎn)、生活中的一些問題．本章作為熱學(xué)的第一章，是學(xué)習(xí)下一章的基礎(chǔ)，對熱學(xué)來說在很多方面都起著奠定基礎(chǔ)的作用．本章重點(diǎn)①分子動理論的基本觀點(diǎn)；②會用油膜法估測油酸分子的大??；③氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)和氣體分子速率分布規(guī)律；④分子力的概念及規(guī)律．本章難點(diǎn)①分子間相互作用力的特點(diǎn)及變化規(guī)律；②根據(jù)測量得到的宏觀量估算微觀量的方法．第一節(jié)物質(zhì)是由大量分子組成的學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)法與考法1.會用油膜法估測油酸分子的大小(重難點(diǎn))2．體會通過測量宏觀量估算微觀量的方法(難點(diǎn))3．理解阿伏伽德羅常量(重點(diǎn))學(xué)法：①通過動手、動腦進(jìn)行實驗探究，掌握用油膜法估測分子大小的方法．②通過練習(xí)，學(xué)會運(yùn)用計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)的方法處理實驗數(shù)據(jù)，并計算分子的大?。垡园⒎さ铝_常量為橋梁進(jìn)行微觀量的估算考法：①對實驗原理和實驗操作的考查．②對實驗數(shù)據(jù)處理的考查．③對估算微觀量的考查知識導(dǎo)圖課前·

自主預(yù)習(xí)1．實驗?zāi)康?1)估測油酸分子的大小．(2)學(xué)會間接測量微觀量的原理和方法．用油膜法估測油酸分子的大小2．實驗原理利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，用d＝計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中所含油酸的體積，S為油膜面積，這個厚度就近似等于油酸分子的直徑．3．實驗器材清水、淺盤、膠頭滴管(或注射器)、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆．4．實驗步驟(1)用酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以免給實驗帶來誤差．(2)配制油酸酒精溶液，取油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶內(nèi)注入酒精，直到液面達(dá)到500mL刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，這樣就得到了500mL含1mL純油酸的油酸酒精溶液．6．注意事項(1)實驗前將所有器材用具擦洗干凈．(2)痱子粉用量不要太大，油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜．(3)淺盤要水平放置，其中的水面離盤口距離應(yīng)較小，以便準(zhǔn)確地畫出油膜的形狀．7．誤差分析(1)稀釋油酸的實際濃度和理論值間存在偏差．(2)一滴稀釋油酸的實際體積和理論值間存在偏差．(3)油酸在水面上的實際分布情況和理想中的“均勻”“單分子純油酸層”間存在偏差．(4)采用“互補(bǔ)法”(即不足半個的格子舍去，多于半個的算一個)計算獲得的油膜面積與實際的油膜面積間存在偏差．阿伏伽德羅常量(1)定義：1mol任何物質(zhì)含有__________的數(shù)目都__________，為常量．這個常量叫作阿伏伽德羅常量，用NA表示．(2)數(shù)值：NA＝_______________．(3)意義：阿伏伽德羅常量是一個重要的基本常量，它是聯(lián)系__________與__________的橋梁．物體是由分子組成的分子6.02×1023mol-1宏觀量相同微觀量為什么分子需要在掃描隧道顯微鏡下才能看到？【答案】因為分子直徑的數(shù)量級為10-10m，很?。⑺伎?多選)用筷子滴一滴水，體積約為0.1cm3，這一滴水中含有水分子的個數(shù)最接近以下哪一個值(阿伏伽德羅常量NA＝6×1023mol-1，水的摩爾體積為Vmol＝18cm3/mol) (

)A．6×1023個 B．3×1021個C．6×1019個 D．3×1017個【答案】B課堂·

重難探究例1

(2023年廣州華附期中)某實驗小組完成“用油膜法測油酸分子的大小”實驗．(1)該實驗中的理想化假設(shè)是________．A．將油膜看成單分子層油膜B．不考慮各油酸分子間的間隙C．不考慮各油酸分子間的相互作用力D．將油酸分子看成球形對實驗原理和實驗操作的考查(2)該小組進(jìn)行下列實驗操作，請選出需要的實驗操作，并將它們按操作先后順序排列：________(用字母符號表示).(3)某次實驗配置油酸酒精溶液時，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸5mL，用注射器測得0.5mL上述溶液有100滴，則一滴油酸的體積為________mL.把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，測得油膜的近似輪廓如圖所示，輪廓線內(nèi)約____________格．圖中正方形小方格的邊長為2cm，油膜的面積為______cm2，則油酸分子的直徑是__________m(保留2位有效數(shù)字).(4)四個同學(xué)各自實驗時都發(fā)生了一個操作錯誤，導(dǎo)致最后所測分子直徑偏大的是

(

)A．甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值小了B．乙同學(xué)用注射器測得102滴油酸酒精的溶液為0.5mL，不小心錯記錄為100滴C．丙同學(xué)在計算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯了一個注射器取一溶液滴在水面上，這個拿錯的注射器的針管比原來的粗D．丁同學(xué)計算油膜面積時，把凡是半格左右的油膜都算成了一格【答案】(1)ABD

(2)DBFEC(3)2.5×10-5

62(61～64皆可)

248

1.0×10-9

(4)AB【解析】(1)在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，實驗的依據(jù)是：①油膜是呈單分子層分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之間空隙不計，故選ABD．(2)“油膜法估測油酸分子大小”的實驗步驟為：配制酒精油酸溶液(記下配制比例)→測定一滴酒精油酸溶液的體積→準(zhǔn)備淺水盤→撒痱子粉→滴一滴酒精油酸溶液→形成油膜→描繪油膜邊緣→測量油膜面積→計算分子直徑，因此操作先后順序排列應(yīng)是：DBFEC．變式1在“用油膜法估測油酸分子大小”的實驗中，有下列實驗步驟：①往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水．待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上；②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定；③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大??；④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積；⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是__________．(填寫步驟前面的數(shù)字)(2)將1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；測得1cm3的油酸酒精溶液有50滴．現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13m2.由此估算出油酸分子的直徑為_______m．(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)【答案】(1)④①②⑤③

(2)5×10-10【解析】(1)依據(jù)實驗順序，先配制混合溶液(④)，然后在淺盤中放水和痱子粉(①)，將一滴溶液滴入淺盤中(②)，將玻璃板放在淺盤上獲取油膜形狀(⑤)，最后用已知邊長的坐標(biāo)紙上的油膜形狀來計算油膜的總面積(③).故正確的操作順序為④①②⑤③.例2

(2023年廣州執(zhí)信中學(xué)質(zhì)檢)某同學(xué)做“用油膜法估測分子的大小”實驗．(1)下列說法中正確的是________．A．該實驗中將油膜看作由一個個油酸分子緊密排列的單層分子膜B．水面痱子粉撒得越多，形成的油膜輪廓越清晰，實驗誤差越小C．計算油膜面積時將所有不完整的方格當(dāng)做完整方格計入，會使實驗結(jié)果偏小D．分子直徑近似等于油酸酒精溶液的體積與油膜的面積之比對處理實驗數(shù)據(jù)的考查(2)每滴油酸酒精溶液的體積為V，將該溶液滴一滴到水面上，穩(wěn)定后形成油膜的面積為S.溶液的濃度為ρ，則油酸分子直徑大小的表達(dá)式為d＝________．(3)某同學(xué)在配制一定濃度的油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，因此導(dǎo)致所測的分子直徑將________(填“偏大”“偏小”“不變”).(4)若阿伏伽德羅常量為NA，油酸的摩爾質(zhì)量為M，油酸的密度為ρ0，則體積為V的油酸所含分子數(shù)為________．變式2在“用油膜法估測分子大小”的實驗中．(1)某同學(xué)計算出的結(jié)果明顯偏大，可能是由于 (

)A．油酸未完全散開B．油酸中含有大量酒精C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液中純油酸的體積時，1mL溶液的滴數(shù)多記了10滴(2)在做實驗時，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸1mL，用注射器測得1mL上述溶液有200滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，測得油膜的近似輪廓如圖所示．圖中正方形小方格的邊長為1cm，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是______nm.【答案】(1)AC

(2)0.41．實驗中為什么用油酸而不用其他液體？提示：油酸能在水面上形成單分子層油膜，油酸分子的一端對水有很強(qiáng)的親和力，被水吸引在水中，另一端對水沒有親和力，便冒出水面，油酸分子都是直立在水面上的，單分子油膜的厚度等于油酸分子的長度．若把分子當(dāng)成小球，油膜的厚度也就等于分子的直徑(如圖所示).2．實驗中為什么用酒精對油酸進(jìn)行稀釋？提示：用酒精對油酸進(jìn)行稀釋是為了獲取更小體積的純油酸，這樣更有利于油酸在水面上形成單分子油膜．同時酒精易揮發(fā)，不影響測量結(jié)果．3．實驗中為什么在水面上撒痱子粉？提示：撒痱子粉后，便于觀察所形成的油膜的輪廓．1．阿伏伽德羅常量的應(yīng)用(1)相關(guān)物理量：摩爾質(zhì)量Mmol、摩爾體積Vmol、物質(zhì)的質(zhì)量m、物質(zhì)的體積V、物質(zhì)的密度ρ等宏觀量，與分子的質(zhì)量m0、分子的體積V0等微觀量都通過阿伏伽德羅常量這個橋梁聯(lián)系起來．對物質(zhì)由大量分子組成的理解(2)橋梁作用．例3已知某氣體的摩爾體積為22.4L/mol，摩爾質(zhì)量為18g/mol，阿伏伽德羅常量為6.02×1023mol-1，由以上數(shù)據(jù)不可以估算出在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下這種氣體

(

)A．每個分子的質(zhì)量

B．每個分子的體積C．每個分子占據(jù)的空間

D．分子之間的平均距離阿伏伽德羅常量的應(yīng)用【答案】B【答案】C例4已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氫氣的體積為22.4L，氫氣分子間距約為

(

)A．10-9m B．10-10mC．10-11m D．10-8

m微觀量的估算【答案】A變式4對于固體和液體來說，其內(nèi)部分子可看作是一個挨著一個緊密排列的球體．已知汞的摩爾質(zhì)量為200.5×10-3kg/mol，密度為13.6×103kg/m3，阿伏伽德羅常量為6.02×1023mol-1，則汞原子的直徑與以下數(shù)值中最接近的是

(

)A．1×10-9m B．2×10-10mC．4×10-10m D．6×10-11m【答案】C1．求解與阿伏伽德羅常量有關(guān)問題的思路小練·

隨堂鞏固1．(多選)(2023年河源期中)某種氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為Vm，密度為ρ，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m分和V分，則阿伏伽德羅常量NA可表示為

(

)【答案】AD2．(2023年廣州檢測)已知地球大氣層的厚度遠(yuǎn)小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量M，阿伏加德羅常數(shù)NA，地面附近大氣壓強(qiáng)p0，重力加速度大小g.由此可以估算地球大氣層空氣分子總數(shù)為 (

)【答案】A3．(多選)“用油膜法估測分子直徑”的實驗基礎(chǔ)是 (

)A．把油酸分子視為球形，其直徑即為油膜的厚度B．讓油酸在水面上充分散開，形成單分子油膜C．油酸分子的直徑等于滴到水面上的油酸酒精溶液的體積除以油膜的面積D．油酸分子直徑的數(shù)量級是10-15m【答案